在天文學(xué)上,星星能否被人類用肉眼直接看到,取決于它們的“視星等”,只有視星等小于6的,才能被直接看見。
在我們常見的天體中,金星的視星等是-4.7,滿月的視星等是-12.7,普通月亮在-4等到-6等之間徘徊不定,最亮的1.5億公里外的太陽,視星等達(dá)到了-26.78。
對金星和月球這種不會(huì)自己發(fā)光的天體來說,自身的亮度全仰仗于太陽光反射率,反射率越高看起來就越亮,而對于太陽這種靠核聚變發(fā)光發(fā)熱的恒星來說,亮度反應(yīng)出來的其實(shí)是自身的質(zhì)量與體積。
不過作為一顆中等質(zhì)量的黃矮星,太陽的質(zhì)量和體積在宇宙中都不算拔尖兒,所以相應(yīng)的,比太陽更亮的恒星也有不少。
確切來說,晚上我們看星星隨手一指,那顆星星基本上就比太陽亮,因?yàn)樽罱南低夂阈嵌荚?.22光年外,其他能被肉眼直接看到的恒星,距離更是幾百上千光年,它們發(fā)出的光子能隔著如此遙遠(yuǎn)的距離飛進(jìn)我們眼里,本身就說明它們的亮度足夠大。
舉例來說
被銀河分隔兩端的牛郎星和織女星,它們在天文學(xué)上的名字分別是天鷹座α跟天琴座 α,亮度分別達(dá)到了太陽的10.6倍和40倍。
而目前天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最亮的恒星,位于16萬光年外的大麥哲倫星系內(nèi)部,天文學(xué)編號(hào)為R136a1,質(zhì)量達(dá)到了太陽的315倍,亮度是太陽的871萬倍,不過這么高的亮度其實(shí)是害了它,因?yàn)楦吡炼纫馕吨鴥?nèi)部核燃料的消耗速度也很快。
天文學(xué)家預(yù)計(jì)再有300萬年左右,R136a1就會(huì)因?yàn)闅湓氐暮谋M而坍塌成一顆黑洞。相較之下太陽雖然沒它亮,但壽命能達(dá)到100億年左右。
宇宙中還有沒有比它更亮的存在呢?
答案是:有
不過這個(gè)“宇宙中最亮的天體”不是恒星,而是一顆黑洞,或者說類星體。
和我們想象中漆黑一片黯淡無光的場景不太一樣,黑洞在宇宙中其實(shí)是很亮的,因?yàn)槿魏挝镔|(zhì)在被黑洞吞噬之前都會(huì)先被撕碎成一串原子,在這個(gè)過程中這些物質(zhì)會(huì)高速運(yùn)動(dòng)并摩擦發(fā)熱發(fā)光,成為圍繞黑洞的吸積盤的一部分。
前幾年拍到的第一張真實(shí)的黑洞照片,酷似蜂窩煤的紅色光暈就是吸積盤,而中心的黑色光暈就是才是黑洞本體。
天文學(xué)家把宇宙中一些超大質(zhì)量黑洞和它的吸積盤,稱為類星體,因?yàn)檫@種黑洞往往周圍可供吞噬的物質(zhì)十分豐富,因此吸積盤也極其明亮。
目前已知的最亮的天體,就是125億光年之外的類星體J2157,它的亮度比太陽要高700萬億倍左右,可以說單憑這個(gè)吸積盤的亮度就能和一些星系相媲美,中心黑洞質(zhì)量高達(dá)340億倍太陽質(zhì)量的它,每天吞噬的質(zhì)量都相當(dāng)于一顆太陽,而且這一過程已經(jīng)持續(xù)了100多億年了。
銀河系中心440萬倍太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞人馬座a*和它相比,簡直算是迷你黑洞了,而如果把它們兩個(gè)互換位置的話,整個(gè)銀河系三分之二的恒星都會(huì)被J2157黑洞吞噬。
除了星系中心的黑洞外,宇宙中還有很多流浪黑洞,其中一些因?yàn)槲e盤物質(zhì)的耗盡,已經(jīng)看起來不那么明亮了,難以發(fā)現(xiàn)的它們才是宇宙中最危險(xiǎn)的存在。
一顆典型的黑洞進(jìn)入太陽系后甚至?xí)窒厍蛞Γ尩厍蛏系囊磺卸硷h起來,更進(jìn)一步的話就會(huì)把地球撕碎成一串原子,變成這顆流浪黑洞新的吸積盤。
由于銀河系本身塵埃帶的阻擋,我們無法直接看到銀心區(qū)域的超級(jí)黑洞,同樣也無法看到塵埃背后可能存在的流浪黑洞,所以太陽系在未來的公轉(zhuǎn)過程如果真碰上一顆流浪黑洞的話,人類文明就可以跟這個(gè)宇宙說拜拜了。